física iii (230010) clase...

15/11/2012 Física III MAC II-2012

Física III (sección 1)(230006-230010)

Ondas, Óptica y Física Moderna

Profesor: M. Antonella CidDepartamento de Física, Facultad de Ciencias

Universidad del Bío-Bío

Carreras: Ingeniería Civil Civil, Ingeniería Civil Mecánica, Ingeniería Civil Industrial

1


Interferencia de ondas

Interferencia constructiva Interferencia destructiva

1D

2D

2


Condiciones para Interferencia• Las fuentes deben ser

coherentes: deben mantener una fase constante entre ellas

• Las fuentes deben ser monocromáticas: deben tener una única longitud de onda

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Experimento de Young

4

1773-1829



PantallaSe presenta interferencia debido a la diferencia de camino óptico

5



válido para L>>d

Pantalla

=| r2-r1 |= d sin θ

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Máximos y mínimos de interferencia

• Interferencia destructiva. Los mínimos de interferencia se presentan cuando:

• Interferencia constructiva. Los máximos de interferencia se presentan cuando:

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Máximos y mínimos de interferenciaÁngulos pequeños

θ≪1[rad ] sen θm≃ tan θm=ym

L

Máximosd sen θm=mλ ym=

mLλ

d

Mínimos

d sen θm=(2m+1) λ2

ym=(2m+1)Lλ

2d

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Ejemplos

• Una pantalla está separada de una fuente de doble rendija por 1.2 [m]. La separación entre las rendijas es 0.03 [mm]. La franja brillante de 2° orden (n=2) está a 4.5 [cm] de la línea central. Determine la longitud de onda de la luz. Calcule la separación entre 2 franjas adyacentes.

• Una fuente de luz emite luz visible con 2 longitudes de onda 430 [nm] y 510 [nm]. Esta fuente se usa en un experimento de doble rendija en el cual L=1.50 [m] y d=0.025 [mm]. Encuentre la separación entre las franjas brillantes de 3° orden. Asuma y<<L.

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Distribución de intensidad

La diferencia de camino óptico se puede representar como una diferencia de fase mediantela relación:

Los campos eléctricos provenientes de S1 y S2 no llegan en fase al punto P debido a la diferencia de camino óptico.El campo eléctrico resultante en P es:

donde E0 es la amplitud del campo eléctrico en S1 y S2

Dado que la intensidad es proporcional al cuadrado del campo eléctrico, la intensidad promedio en la posición es dada por:

donde I0 es la intensidad de S1 ó S2

EP=E1+E2

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Patrón de interferencia múltiples ranuras


Ejemplos

• En un experimento de doble rendija clásico, la intensidad es ¼ de la intensidad individual de cada fuente a un ángulo de 27° desde el eje central. Si la separación entre las fuentes es 485 [nm]. ¿Cuál es la longitud de onda?

• Dos fuentes puntuales radían con la misma intensidad y la misma frecuencia, correspondiente a una longitud de onda de 0.02 [m]. Las dos fuentes están 45° fuera de fase y separadas 2.5 [m]. Encuentre la intensidad a una distancia x de una de las fuentes. x

d

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Interferencia en películas delgadas

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